濱海環境下鋼梁防腐涂層設計

謝迎前 陳明貴

1 概述

隨著天津市濱海新區的快速發展，橋梁建設突飛猛進，在跨越河流、城市道路、高速公路、鐵路等重要節點時，往往采用預制吊裝結構。鋼結構此時具有較大的優越性:1)跨越能力大、吊裝重量輕;2)便于工廠化、機械化生產，節省工期。鋼梁的銹蝕是影響其耐久性的重要因素。結合天津市濱海環境特點，對鋼梁防腐設計及涂層選擇提出可行的設計方案。

2 侵蝕環境類別

按照《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》大氣對鋼箱梁的侵蝕，大致可分為6個種類。具體見表1。

表1 大氣對鋼箱梁的侵蝕分類表

3 除銹等級

3.1 銹蝕等級

鋼材表面的四個銹蝕等級分別以A，B，C，D表示，具體如下:

A:只覆蓋氧化皮而幾乎沒有鐵銹的鋼材表面;B:已發生侵蝕，并且部分氧化皮已經剝落的鋼材表面;C:氧化皮已因銹蝕而剝落，或可以刮出，并且有少量點蝕的鋼材表面;D:氧化皮已因銹蝕而全面剝落，并且已普遍生點蝕的鋼材表面。

3.2 除銹等級的表示方法

鋼材表面的除銹等級是以英語字母再加阿拉伯數字表示，英語字母表示除銹方法，阿拉伯數字表示除銹等級。1)St:表示手工和動力工具除銹，其除銹等級有兩個:St2和St3，文字表述為:St2:表示徹底的手工和動力工具除銹，鋼材表面應無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和舊油漆涂層等附著物。St3:表示非常徹底的手工和動力工具除銹，鋼材表面應無可見的油脂和污垢，除銹應比St2更徹底，底材顯露部分的表面應顯出金屬光澤。2)Sa:表示噴砂或拋丸除銹，其除銹等級有四個:Sa1，Sa2，Sa2.5，Sa3，文字表述為:Sa1:表示輕度的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和舊油漆涂層等附著物。Sa2:表示徹底的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢，氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物已基本清除。Sa2.5:表示徹底的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢，氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物，任何殘留的痕跡應僅是點狀和條狀的輕微色斑。Sa3:表示使鋼材表面潔凈的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢，氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物，該鋼材表面顯示均勻的金屬光澤。

3.3 除銹等級的選用

在橋梁鋼結構除了特殊部位采用手工和動力工具除銹外，其余均采用噴砂或拋丸除銹。根據地區環境不同，不同環境采用不同的除銹等級，具體見表2。

表2 不同環境下采用的不同除銹等級

在天津濱海環境地區，除了特殊環境外，一般采用噴砂或拋丸除銹，除銹等級為Sa2.5。

表3 普通型涂裝設計方案

表4 長效型涂裝設計方案

4 涂裝設計

鋼結構橋梁涂裝應考慮保護年限、腐蝕環境和涂裝部位，采取不同的涂裝設計。保護年限可分為兩類:普通型(10年～15年)和長效型(15年～25年)，腐蝕環境參見上述論述，涂裝部位分為外表面、內表面。

4.1 外表面的涂裝設計

鋼箱梁的外表面直接與大氣接觸，其涂裝設計的好壞直接關系著橋梁耐久性。下面從普通型和長效型提出以下幾個設計方案:

1)普通型涂裝設計方案見表3。

2)長效型涂裝設計方案見表4。

4.2 內表面的涂裝設計

內表面的涂裝設計可分為非封閉環境和封閉環境。

1)非封閉環境下涂裝設計方案見表5。

表5 非封閉環境下內表面涂裝設計方案

2)封閉環境下涂裝設計方案見表6。

表6 封閉環境下內表面涂裝設計方案

5 結語

在鋼箱梁的設計中，結合侵蝕環境和保護年限，采取不同涂料和干膜厚度，能夠更經濟地延長鋼橋梁使用壽命。結合天津濱海新區環境提出以下結論:

1)天津濱海新區所處的侵蝕環境為C3～C4，靠近海邊鹽場周圍侵蝕環境稍微嚴重將達到C5-I。因此鋼梁外表面涂層干膜厚度不得小于260 μm，內表面涂層不得小于250 μm。

2)結合實際情況，將來重新涂刷的需要，內表面盡可能做成非封閉環境，并預留檢修人孔，便于二次涂刷時，工人和器具的進入。

3)經濟方面氟碳漆比聚氨酯面漆稍高，但是氟碳漆絕緣性能比較好，在跨越電氣化鐵路時，面漆盡量采用氟碳漆。

［1］ISO 12944，鋼結構保護涂層［S］.

［2］GB 8923，涂裝鋼材表面銹蝕等級和除銹等級［S］.

［3］HG/T 3656，鋼結構橋梁漆［S］.

［4］JT/T 722-2008，公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件［S］.

［5］TB/T 1527，鐵路鋼橋保護涂裝［S］.

［6］JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范［S］.